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python 数学运算


python 标准库中提供了专门用于数学运算的 math 模块,常用的计算主要有两部分,一部分是简单的基本运算(如加减乘除等),另一部分是借助 math 和 cmath 等模块的数学函数进行相对复杂的计算,其中 math 针对浮点数等的数学计算,cmath 是针对复数的数据计算模块。

基本运算

python 基本运算主要包括加法、减法、乘法、除法、取余、幂运算等等,它们共同的特点是通过 python 语法中提供的运算符即可操作,无需其他模块。

加法

通过 + 运算符进行加法,符号两边必须都是数值类型。

>>> 1 + 2
3

减法

通过 - 运算符进行减法,符号两边必须都是数值类型。

>>> 10 - 6
4

乘法

通过 * 运算符进行乘法,符号两边必须都是数值类型。

>>> 5 * 7
35

除法

通过 / 运算符进行除法,符号两边必须都是数值类型。

>>> 72 / 8
9.0

取余

通过 % 运算符进行取模,符号两边必须都是数值类型。

>>> 23 % 10
3

取整

通过 // 运算符进行取整操作,即商的整数部分,符号两边必须都是数值类型。

>>> 20 // 11
1

幂运算

通过双星号 ** 运算符进行幂次运算操作,都是数值类型。

>>> 2 ** 12
4096

其他运算

其他运算包括按位与、按位或、按位异或、按位翻转、按位左移、按位右移等。

>>> 1 & 0            # 按位与        
0                      
>>> 1 | 0            # 按位或         
1                      
>>> 1 ^ 0            # 按位异或         
1                      
>>> ~1               # 按位翻转 x -> -(x+1)      
-2                                            
>>> 2 << 4           # 按位左移          
32                      
>>> 64 >> 4          # 按位右移           
4                     

数学函数

Python math 模块提供了许多对浮点数的数学运算函数。

Python cmath 模块包含了一些用于复数运算的函数。

cmath 模块的函数跟 math 模块函数基本一致,区别是 cmath 模块运算的是复数,math 模块运算的是数学运算。

幂和对数函数

幂和对数函数
函数 说明
exp(x) 自然数 e 的 x 次幂
log(x) 自然数 e 的 x 对数
log10(x) 以 10 的基数的 x 的对数
log1p(x) 以自然数 e 为底数,做 x+1 对数计算 
log2(x) 以 2 为底数,计算 x 的对数
pow(x, y) x 的 y 幂次方计算,等同于 x ** y
sqrt(x) x 的平方根